賀益蓉 王人群

摘 要：銅和濃硝酸的反應(yīng)，采用實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。下面是對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新和改進(jìn)。方案一裝置簡(jiǎn)單但尾氣處理欠佳；方案二是在密閉體系中完成銅和濃硝酸的反應(yīng)后又能順利完成二氧化氮和一氧化氮之間的相互轉(zhuǎn)化及尾氣處理，可用于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)裝置；實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新；實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

現(xiàn)行高中化學(xué)（人教版）必修1第四章第四節(jié)中，關(guān)于銅和濃硝酸反應(yīng)的教學(xué)如果沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的支撐，教學(xué)效果會(huì)大打折扣。但教材只給出化學(xué)方程式，既沒(méi)有演示實(shí)驗(yàn)，也沒(méi)有對(duì)二氧化氮和一氧化氮性質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

在舊人教版化學(xué)第二冊(cè)有一個(gè)裝置，如下圖：

該裝置的不足之處一是不便控制銅和濃硝酸反應(yīng)的量，容易導(dǎo)致產(chǎn)生的二氧化氮過(guò)多；二是氮的氧化物很難完全被氫氧化鈉溶液吸收。因此，該實(shí)驗(yàn)的演示可以會(huì)造成環(huán)境污染并影響師生的身體健康?；诖?，筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新。

方案一

1.實(shí)驗(yàn)用品

藥品：銅片、濃硝酸、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液。

儀器：150mm培養(yǎng)皿（1個(gè)）、100mm培養(yǎng)皿（1個(gè)）。

2.實(shí)驗(yàn)裝置圖

3.實(shí)驗(yàn)步驟

先將銅片置于150mL培養(yǎng)皿的中央，蓋上100mm培養(yǎng)皿，然后向150mm培養(yǎng)皿內(nèi)滴加1mL濃硝酸進(jìn)行觀察。反應(yīng)結(jié)束后，向150mm培養(yǎng)皿中滴入適量的10%的氫氧化鈉溶液至氣體變?yōu)闊o(wú)色。

4.改進(jìn)后的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：本裝置能明顯觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而且提供了一個(gè)相對(duì)封閉的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，有毒有害氣體得到較好的控制。

缺點(diǎn)：要徹底消除氮氧化物所需的時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)不能完成二氧化氮和一氧化氮之間的相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。

方案二

1.實(shí)驗(yàn)用品

藥品：下端連有銅片的銅絲、濃硝酸、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液、蒸餾水。

儀器：350mL礦泉水瓶（1個(gè)）、雙孔橡膠塞（1個(gè)）、注射器（3支）（含針頭，洗凈）、輸液器排氣葫蘆上的乳膠帽（2個(gè)）、0.5mm簽字筆筆芯2段（每段約5cm）、燒杯（3個(gè)）等。

2.實(shí)驗(yàn)裝置圖

3.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）按上圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性。

（2）把銅片置于雙孔塞處，把礦泉水瓶擠扁排出大部分空氣。

（3）用20mL注射器取約3mL濃硝酸，注入礦泉水瓶中，然后塞上雙孔橡膠塞，把銅片置于濃硝酸中，待瓶中充滿大量紅棕色的二氧化氮?dú)怏w時(shí)，向上抽動(dòng)銅絲使銅片與濃硝酸分離。

（4）操作一：用一支干凈、干燥的注射器（內(nèi)無(wú)空氣）慢慢抽吸約15mL二氧化氮，然后把針頭置于燒杯中的蒸餾水里，輕輕晃動(dòng)注射器，觀察氣體顏色和體積的變化。當(dāng)氣體變?yōu)闊o(wú)色時(shí)，將注射器中的水排盡，抽吸空氣，觀察現(xiàn)象。

操作二：用另一支20 mL的注射器吸取適量的蒸餾水注入礦泉水瓶中，輕輕振蕩礦泉水瓶，觀察現(xiàn)象。之后，用該注射器抽取空氣注入礦泉水瓶中，觀察現(xiàn)象。

（5）向礦泉水瓶中注入氫氧化鈉溶液或者空氣和水（為了防止氮氧化物污染環(huán)境）。

（6）清洗相關(guān)儀器。

4.改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)

（1）本裝置提供一個(gè)封閉的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使有毒有害氣體得到控制，把污染降低到最小。

（2）裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)效率高。

（3）該裝置能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，樹(shù)立學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

洪飛，孫昕怡，孫嘵東.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)研究[J].上海教育科研，2005（8）.